半固化片Prepreg:简称PP,又称胶片。在PCB中PP是夹在芯板和铜箔或者两个芯板之前的起到绝缘作用的介电层。
夹在芯板和铜箔之间的PP
图源:MOKO
胶片上的浸渍树脂只是固体状但未完全固化,在压合工序时,芯板,PP和铜箔按照设计叠构进行堆叠,此时PP胶片在热和压力的作用下,PP上的浸渍树脂开始粘合相邻层。经过交联缓慢固化之后,压合后PCB的材料特性开始接近芯板的特性。
半固化片PP是一种高分子材料,由玻璃纤维布Glass Fabric,树脂Resin,固化剂Curing Agent,速化剂Accelerator,溶剂Solvent和填充剂Additive组成。
PP的生产过程
图源:partconsulting
简单讲,PP主要是由玻璃纤维布浸润于树脂中,经过一系列过程反应形成的。 玻璃纤维布:简称玻纤布或玻布,是由玻璃纤维Glass Fiber编织而成。玻璃纤维布有2个编织方向:横向的一般称为”纬纱”,纵向的一般称为”经纱”。根据半固化片型号的不同,玻璃纤维布类型和紧密程度也不一样,如下图7628型号的PP,要比1080型号的PP,编织紧密很多。 PCB内部玻璃纤维布的间隙和均匀性会影响信号传输,常被提及的就是玻纤效应。
不同编织密度玻璃布的性能不同
图源:Isola
树脂Resin:使用比较广泛的是环氧树脂,其他树脂还有双马来酰亚胺三嗪树脂(BT)、热固性氰酸脂树脂(CE)、热固性聚苯醚树脂(PPE)和聚酰亚胺树脂(PI)。
根据玻璃纤维布的型号和树脂含量的不同,PP会有多种型号,在设计PCB叠层时,需要根据总厚度要求、含胶量要求、玻纤布的要求等来选择合适的PP去制作叠层。
常见的玻璃纤维布的类型如下:
玻璃布的型号参数
PP的型号依据玻璃纤维直径粗细编号,常见PP型号有7628/7629, 1506/1501, 2116, 2113, 1080, 1067, 106等等。 PP的型号参数 不同的PP供应商,对PP型号的命名可能存在差异。一般来讲,PP型号数字越大,厚度越厚,数字越小,玻璃纤维布越细。PP依据胶含量RC的不同,可以分为低含胶L,中含胶M,高含胶H,如7628L,7628M,7628H。 树脂含量Resin Content:代表树脂在PP中所占的重量的百分比。同一种PP型号,RC值越高,PP厚度越厚,价格也越高。 树脂流量Resin Flow:代表树脂中能流动的部分占树脂总量的百分比。在PCB压合工序中,树脂流量过高,容易产生缺胶现象。树脂流量过低,则容易造成填充图形间隙困难,产生气泡空洞等异常现象。 凝胶时间Gel Time:代表树脂在加热情况下,处于液态流动的总时间。胶化时间长,树脂有充分时间来润湿图形,并能有效地填满图形,有利于PCB压合工序的参数控制。如胶化时间太短,则无法在PP完全固化前赶完板内所藏的空气,从而形成气泡等异常现象。 挥发量Volatile Content:指PP经过干燥后,失去的挥发成分的重量占原来重量的百分比。